Adaptive Modelle für die Kraftfahrzeugdynamik:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
2003
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Inhaltsverzeichnis
Symbolverzeichnis XI
1 Einleitung und Übersicht 1
1.1 Fokus des Buches 3
1.2 Gliederung 6
2 Simulation im Automobilbereich 9
2.1 Einsatzgebiete von Simulationsverfahren 9
2.1.1 Spezifikation 11
2.1.2 Konstruktion 11
2.1.3 Virtuelle Produktentwicklung 12
2.1.4 Rapid Prototyping 13
2.1.5 Prototypen 15
2.1.6 Serienfahrzeug 15
2.1.7 Fertigung 16
2.1.8 Modellpflege 16
2.2 Moderne Simulationswerkzeuge 16
2.2.1 Allgemeine Simulationswerkzeuge 17
2.2.2 Automobilspezifische Simulationswerkzeuge 19
2.3 Zusammenfassung 19
3 Modellbildung der Fahrzeugdynamik 21
3.1 Aufbau und Struktur des Fahrzeugmodells 21
3.2 Stellsysteme im Kraftfahrzeug 23
3.2.1 Antrieb 23
3.2.2 Bremse 28
3.2.3 Lenkung 31
3.3 Bewegung der Reifen und Räder 33
3.3.1 Rotatorische Bewegungen der Räder 34
3.3.2 Translatorische Bewegungen der Räder 36
3.4 Fahrzeugbewegung parallel zur Fahrbahnoberfläche 42
3.5 Bewegung der Fahrzeugkarosserie 44
3.6 Relativbewegung zwischen Rädern und Karosserie 46
3.7 Zusammenfassung 51
VIII Inhaltsverzeichnis
4 Parametrierung des Fahrzeugmodells 53
4.1 Klassifikation der Modellparameter 53
4.2 Identifikation zeitvarianter Fahrzeugparameter 57
4.2.1 Offline-Schätzung der Fahrzeugmasse aus Fahrversuchen 60
4.2.2 Direkte Online-Schätzung der Fahrzeugmasse im Fahrbetrieb 63
4.2.3 Indirekte Online-Schätzung der Fahrzeugmasse 67
4.3 Zusammenfassung 75
5 Offline-Implementierung und Validierung des Fahrzeugmodells 77
5.1 Offline-Implementierung des Fahrzeugmodells 77
5.2 Validierung des Fahrzeugmodells 79
5.2.1 Validierung des Modells der Horizontaldynamik 80
5.2.2 Validierung des Modells der Vertikaldynamik 87
5.3 Fehlerquellen in der Simulation 89
5.3.1 Strukturelle Modellfehler 90
5.3.2 Parametrische Modellfehler 91
5.3.3 Auswirkungen von Modellfehlern auf die Simulation 92
5.3.4 Ansätze zur Reduktion von Modellfehlern 93
5.4 Zusammenfassung 93
6 Hybride Modellbildung 95
6.1 Grundlagen der Systemanalyse 95
6.2 Einordnung des Begriffs „Hybrides Modell" 97
6.3 Strukturen semiphysikalischer Modelle 99
6.3.1 Ersetzen von Teilkomponenten physikalischer Modelle 100
6.3.2 Kopplung von physikalischen und experimentellen Modellen 100
6.4 Experimentelle Modellbildung von Teilsystemen 105
6.4.1 Darstellungsformen nichtlinearer statischer Kennfelder 105
6.5 Modellierung dyn. nichtlinearer Systeme mit Neuronalen Netzen 114
6.5.1 Neuronale Netze mit externer Dynamik 114
6.5.2 Neuronale Netze mit interner Dynamik 124
6.6 Zusammenfassung 128
7 Ersetzen von Teilsystemen des Fahrzeugmodells 129
7.1 Identifikation des Verbrennungsmotors 129
7.1.1 Einsatz von Polynomen 131
7.1.2 Einsatz von Neuronalen Netzen 134
7.1.3 Einsatz von Fuzzy-Identifikationsverfahren 136
7.1.4 Vergleich der Verfahren 138
7.2 Identifikation der Radaufhängung 140
7.3 Identifikation der Wankdynamik 146
7.4 Struktur des semiphysikalischen Fahrzeugmodells 155
7.5 Zusammenfassung 157
Inhaltsverzeichnis IX
8 Kopplung physikalischer und experimenteller Modelle 159
8.1 Adaption des Fahrzeugmodells an veränderliche Fahrzeugmassen 160
8.1.1 Struktur des Hybriden Modells 160
8.1.2 Training des Hybriden Modells 162
8.1.3 Generalisierung des Hybriden Modells 163
8.2 Adaption des Fahrzeugmodells an veränderliche Fahrbahnreibwerte 166
8.2.1 Struktur des Hybriden Modells 166
8.2.2 Training des Hybriden Modells 167
8.2.3 Generalisierung des Hybriden Modells 169
8.3 Zusammenfassung 173
9 Beobachtung externer Fahrwiderstände 175
9.1 Grundlagen nichtlinearer Zustandsbeobachter 175
9.2 Nichtlineare Zustandsbeobachter mit zeitvarianter
Fehlerdifferentialgleichung 178
9.2.1 Struktur des nichtlinearen Beobachters 178
9.2.2 Analyse der Beobachtbarkeit des Systems 181
9.3 Entwurf eines Beobachters für die Fahrbahnsteigung 182
9.3.1 Struktur des Beobachters 182
9.3.2 Beobachtbarkeitsanalyse des Systems 183
9.3.3 Berechnung der Zeitvarianten Beobachtermatrix 184
9.4 Ergebnisse der Beobachtung der Fahrbahnsteigung 186
9.5 Zusammenfassung 189
10 Implementierung des Fahrzeugmodells 191
10.1 Echtzeitimplementierung des Fahrzeugmodells 191
10.1.1 Hardware 191
10.1.2 Software 194
10.2 Ergebnisse der Echtzeitsimulation 196
10.3 Visualisierung der Simulationsergebnisse 199
10.3.1 Koordinatensysteme der Fahrzeugbewegung 199
10.3.2 Transformation der Koordinatensysteme 202
10.3.3 Darstellung der Fahrzeugbewegung in RealMotion 208
10.4 Zusammenfassung 209
11 Anwendungsbeispiele des Fahrzeugmodells 211
11.1 Dynamisches Übergangsverhalten 211
11.2 Charakteristische Übertragungsfunktionen 218
11.3 Zusammenfassung 224
12 Zusammenfassung 227
Literatur 231
Sachverzeichnis 243 |
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